流通式-时间分辨分析技术在地质领域的应用进展

流通式-时间分辨分析系统(简称FT-TRA)是二十一世纪初新发展起来的一种快速反应(溶解)-在线分析系统,由淋洗液混合单元、反应单元与分析单元组成,核心功能是通过特定流动相淋洗样品池中的微量样品,分离或去除样品中的特定组分,并监测样品不同元素和矿物组分的出溶特征,实现高分辨的在线过程分析。本文综述了FT-TRA系统的技术原理与软硬件组成、实验方法与操作要点及地质应用发展过程,重点对该系统在地质应用过程中出现的争议点进行阐释与分析,并基于其发展现状展望其未来发展方向与潜力。FT-TRA系统目前主要的地质应用包括古海洋学与古环境学研究代用指标的验证(如有孔虫、介形虫淋洗)、矿物溶解过程与反应动力学研究、环境样品的元素相态分析等。FT-TRA系统以溶解并提取有孔虫/介形虫壳体的元素组成信号作为还原古海洋指标的重要手段,与传统批处理法相比,该方法被认为具有实时监测清洁程度、降低损失率并实现差异溶解的优势,能够获取更精细的壳体化学组成信息;测试矿物溶解态与溶解参数也是FT-TRA系统的重要功能之一,该系统的实验室模拟能够与模型结合探究不同类型矿物在稳态下的溶解动力学,为研究矿物在自然状态下的溶解过程提供启示;近些年来该系统还逐渐被用于矿物反应性测试,其中将气相CO_(2)作为淋滤液与矿物反应的研究可能在全球变暖及CO_(2)的人工捕捉课题上具有潜在应用价值。FT-TRA系统运行中涉及的不同组分的溶解机制是其应用过程中亟待解决的重要问题,进一步完善其溶解动力学原理必然将为该系统的未来发展提供更多如多类型地质样品溶解、矿物的模拟合成等新思路。

长江口—东海内陆架悬浮重矿物组成与颗粒特征

沉积物重矿物矿物组成和颗粒大小对揭示沉积物源和水动力分选过程具有重要指示意义。然而,受研究手段的制约,对于长江细粒沉积的重矿物组成和物源、水动力分选之间关系的探究还尚属空白。本研究利用自动定量矿物分析系统(TIMA)对长江口—东海内陆架不同水层悬浮物的重矿物组成和颗粒大小进行了研究,同时,结合电子探针分析对细粒级重矿物自动识别结果进行了验证。研究表明,长江口悬浮物中特征重矿物组合为角闪石—绿帘石—铁质金属矿物,与长江下游沉积物特征重矿物组合一致。长江口悬浮物与长江下游沉积物的重矿物组成具有极好的相关性,指示其来源与长江有关。而长江口外悬浮物中赤/磁铁矿相对富集,可能是强潮作用导致的中等密度重矿物再搬运和扩散的结果。值得关注的是,在舟山群岛附近站位悬浮物样品中发现了铬铁矿的异常富集,推测与海区人类生产活动有关。长江口悬浮重矿物颗粒绝大部分为粗粉砂—极细砂,富集在悬浮物中的较粗粒级(Φ<D_(0.5))中,主要由径流携带搬运。不同水层悬浮物中不同类型重矿物的粒径无明显差异,受沉降差异的影响小。

长江口-东海陆架黏土中高活性铁的富集效应及环境控制机制

铁元素的化学相态分析是深入理解沉积物的来源、环境演化以及铁参与的生物地球化学循环的关键手段,但不同粒级沉积物中铁化学相态研究薄弱,制约了表生铁循环的研究认知。本文选择长江口-东海陆架表层沉积物,通过六步提取法分析沉积物全样及其黏土组分中总铁(FeT)、高活性铁(FeHR)、弱活性铁(Fe_(PR))和不活性铁(Fe_(U))的含量,含量均遵循Fe_(HR)>Fe_(PR)>Fe_(U)。全样中Fe_(T)和Fe_(HR)的含量与平均粒径、黏土、有机碳和铝含量密切相关,表明富含有机质的黏土矿物易于富集高活性铁;相较于全样,黏土组分中Fe_(HR)/Fe_(T)比值升高10%,而Fe_(PR)/Fe_(T)比值则降低10%,反映黏土组分对高活性铁的富集效应。河口动力环境基本控制沉积物中Fe的相态分布,长江口最大浑浊带沉积物全样中Fe_(T)和Fe_(HR)含量较高,且受粒度的影响显著;黏土组分可以显著消除粒度效应的影响,Fe_(T)和Fe_(HR)被大量截留在最大浑浊带前缘的河口低盐度区域;而在中高盐度的口外区域,Fe的来源相对稳定,主要为富Fe_(HR)的长江源和贫Fe_(HR)的陆架源沉积物混合。本研究揭示黏土组分在流域-河口-陆架的迁移可能主导了高活性Fe在陆海界面的分布和循环过程,这对深入理解入海颗粒态Fe的源汇过程、地球化学循环及其环境效应有重要参考价值。

长江口及其邻近海域表层水中溶解Mn浓度的季节变化特征

锰(Mn)是海洋中的生命必需痕量元素。河口位于河流和海洋的交界区域,其对Mn的改造作用会影响陆源Mn向海输送的生物地球化学过程。本研究使用自动固相萃取−电感耦合等离子体联用技术对2019年9月(秋季)、2021年3月(春季)和2021年7月(夏季)长江口及其邻近水域的表层溶解Mn浓度进行了测定和分析。结果显示,溶解Mn的平均浓度和河口行为表现出了季节性差异:夏季的溶解Mn浓度最高,表现为先移除后添加的分布特征;秋季的溶解Mn浓度次之,表现为添加型分布;春季的溶解Mn浓度最低,表现为保守型分布。显著性分析结果表明,长江携带的溶解Mn仅在淡水端元浓度值较高的季节会显著影响长江口及其邻近水域溶解Mn的分布;当长江淡水端元浓度值较低时,长江口溶解Mn则受多种生物地球化学过程的共同主导。长江口的中低盐度海水中高悬浮颗粒物浓度是造成该区域溶解Mn移除的重要因素,而高盐度海水中溶解Mn的添加机制则有待进一步研究。

花岗闪长岩和玄武岩风化过程中的稀土元素分异

稀土元素(REE)在表生风化过程中表现出独特的分布规律与分异特征,对于示踪化学风化和成土过程意义重大。本研究对湖南攸县玄武岩风化剖面样品进行了酸淋滤处理(1 mol/L HCl淋滤),并分别测试了残渣态、酸溶态组分的元素地球化学组成。结合前人在福建仙游花岗闪长岩剖面的矿物学及元素地球化学数据,对比研究了花岗闪长岩和玄武岩风化过程中的稀土元素分异行为。结果表明,仙游剖面与攸县剖面全岩样轻、重稀土分异特征受原生矿物(如富稀土难溶副矿物、斜长石)影响明显,多代表成土母质信息;两剖面的酸溶态组分轻、重稀土分异特征与次生黏土矿物组成相关(高岭石影响明显,蒙脱石无影响),多反映环境信息;pH值变化以促进磷酸盐矿物溶解的方式深刻影响着中稀土元素行为,因此酸溶态组分的中稀土元素组成信息不具地质意义。研究揭示,通过对风化剖面酸溶态组分稀土含量参数(ΣREE)及轻、重稀土分异程度参数(La/Yb)P的联用,可有效消除岩性(成土母质)因素的影响,精确示踪风化成土过程的不同阶段,从而可以作为剖面风化程度的替代性指标。

长江口晚新生代沉积物的物源研究:REE和Nd同位素制约

长江三角洲地区第四纪以来堆积了200多米厚的碎屑沉积物,主要由河湖相和滨浅海相组成,构成了多个沉积旋回。选择长江口地区一个320m深的PD钻孔,运用多通道等离子体质谱MCICP-MS方法,开展沉积物中的REE和Nd同位素组成分析,研究了上新世以来三角洲地区沉积物物源的变化。沉积物中REE和Nd同位素组成具有明显的变化规律,Ce呈弱的负异常,介于0.83～0.99之间,而Eu呈现中等亏损,在0.53～0.73之间变化。岩芯中上新统沉积物中Ce异常变化大,而Eu亏损相对第四系沉积物更显著。143Nd/144Nd比值在钻孔中变化较小,介于0.511975～0.5122367之间,平均值为0.512062。相关分析揭示粒度和化学风化对Nd同位素组成影响小。REE和Nd同位素判别图解揭示河口地区上新统沉积物主要来自长江流域中、下游的近源物源区,而第四系沉积物的物源虽然存在一定的变化,但是总体上与上新统沉积物来源明显不同,主要来自更广泛的流域物源区,尤其是长江上游的风化物质被大量输运到河口三角洲地区。在第四纪构造和气候因素控制下,古长江水系具有不同的演化阶段,流域源岩经历的风化作用强度也不同,因此河流沉积物的源汇过程也相应地发生变化。

长江下游下蜀黄土化学风化的地球化学研究

根据元素含量、K2O/Na2O、K2O/CaO、Al2O3/Na2O、CIA及ACNK图解等指标对长江下游地区下蜀土的化学风化作用进行了研究。下蜀土比西北黄土经历了较强的化学风化过程,Ca、Sr、Na和Mg大量迁移淋失,不仅表现为碳酸盐矿物的迅速风化,而且硅酸盐矿物如斜长石也明显风化,脱Ca、Na过程显著,而钾长石的风化很弱,脱K不明显。下蜀土与西北黄土的原始沉积物具有相似的化学组成。下蜀土较强的化学风化过程可能受长江下游地区较强的季风性气候控制。

黄河贯通时间的新探索

石化 2井钻孔的元素地球化学研究表明 ,现代黄河三角洲地区元素组成具有明显的规律性 ,与现代黄河沉积物元素组成相比 ,埋深 2 33m之上的沉积物中大多数元素含量及元素之比与之接近 ,而 2 33m之下的沉积物元素组成则明显偏离黄河物质的化学组成。上部与下部沉积物的元素组成明显不同。判别函数及物源指数计算结合岩性、粒度分析揭示 ,黄河物质在该地区的影响深度可达 2 33m左右 ,因此 ,推测大致在早更新世时黄河贯通并流进华北平原的现代黄河三角洲地区。

河口离子交换过程对流域化学风化通量估算的影响

大陆风化是构造尺度上维持地球系统气候稳定的重要机制,河水主要离子组成分析是约束流域风化类型和速率的主要方法,然而悬浮物与水体间阳离子置换对风化通量评估的重要性并未得到足够重视。本研究使用NH4Cl及Mg(NO_(3))_(2)溶液提取长江入海口悬浮物可交换态组分,探讨离子交换过程对元素循环及流域风化通量评估的影响。结果表明,悬浮物向口门外搬运过程中,可交换态Ca^(2+)含量降低了9.3×10^(-2) meq/g,约占河流端元悬浮物可交换态Ca^(2+)含量的53.8%,Na^(+)、Mg^(2+)、K^(+)含量分别增加了19.6×10^(-2) meq/g(约3266.7%),8.9×10^(-2) meq/g(约89.9%)和1.1×10^(-2)meq/g(约220.0%);离子交换量与颗粒粒径、矿物组成以及有机碳含量(TOC)等参数无明显相关性,主要受控于水体阳离子组成;根据可交换态阳离子含量变化以及长江入海泥沙通量,估算长江悬浮物入海过程中可释放Ca^(2+)通量约为7.9×10^(9)mol/a,吸附的Na^(+)、Mg^(2+)和K^(+)通量分别为26.3×10^(9)mol/a、6.0×10^(9)mol/a和1.4×10^(9) mol/a,相当于长江每年输入这些阳离子通量的2.5%、9.2%、4.4%和2.3%;大河河口离子交换过程是海陆间元素地球化学循环的重要环节,流域内海相沉积岩或沉积物吸附的Na^(+)和K^(+)再释放到河水中会导致硅酸岩风化通量的高估,初步估算现在长江流域的硅酸岩风化通量被高估15%,考虑到近几十年流域内人类活动导致入海泥沙量显著下降,地质历史时期该占比可能显著增大。因此,未来流域风化与河口元素循环研究应充分考虑水体和沉积物阳离子交换和人类活动的可能影响。

长江与黄河沉积物中磁铁矿成分标型意义

长江与黄河沉积物中磁铁矿的元素组成揭示,两者的FeO与Fe2O3及一些置换元素的含量差异明显。长江磁铁矿中FeO与Fe2O3含量稍高于黄河磁铁矿，而Ti、V、Si、Al、Cr、Mg及Mn等元素含量明显地低于黄河磁铁矿，元素含量变化显著小于黄河磁铁矿。这反映长江磁铁矿中Fe2＋及Fe3＋的类质同象置换较少，主要为均质相单矿物颗粒。而黄河磁铁矿中元素含量变化大，既有均质相的颗粒，也存在一些Fe2＋及Fe3＋类质同象置换普遍的磁铁矿，其中发育钛磁铁矿、钛铁晶石或钛铁矿的出溶交生相。长江与黄河磁铁矿不同的元素组成特征揭示了长江与黄河沉积物不同的物质来源。由于碎屑磁铁矿在表生环境中具有相当高的稳定性，因此磁铁矿可以作为一种特征的标型矿物，根据其含量、元素组成与晶相特点来区分长江与黄河沉积物，用以研究边缘海中长江与黄河的物质混合与扩散问题。

苏北滨海平原冰后期古地理演化与沉积物物源研究

元素地球化学研究表明 ,长江与黄河对冰后期的苏北滨海平原发育与苏北南黄海潮成砂体的形成影响巨大。冰后期早期长江物质影响大于黄河。黄河供给泥沙量较少 ,且对本区影响主要在北部、中部地区。公元 112 8年黄河改道由苏北入海之后 ,黄河影响范围明显大于长江。长江仅由个别狭窄的汊道提供有限的物质而影响范围较小。古长江主流并未由琼港地区入海 ,而携带大量物质建设潮成砂体。最近 2 0 0 0年来本区沉积物主要由黄河提供。分析表明元素地球化学方法在沉积物物源判别时 ,可有效的避免水动力因素影响 。

地球化学方法示踪东亚大陆边缘源汇沉积过程与环境演变

东亚大陆边缘发育特征的河控型边缘海沉积,其源汇沉积过程的深入研究对于深入理解地球表生过程、物质循环和大陆边缘构造沉积演化特征,具有重要意义。东亚边缘海沉积地球化学研究主要集中于几方面:入海河流沉积物的地球化学组成示踪沉积物源区的风化剥蚀特征,河口陆架区沉积地球化学行为;通过大陆边缘的沉积地球化学记录,探讨不同时空尺度河流入海沉积物的通量、搬运扩散方式及其蕴含的季风气候和海区环境演化信息。目前相关研究与国际前沿水平依然存在较大差距,需要从海陆结合的地球系统科学角度,通过地球化学与其他学科方法交叉的研究手段,从整体上研究东亚大陆边缘的沉积过程,揭示从流域到河口、陆架至开阔海的沉积物源汇系统过程和环境演变规律,及东亚大陆边缘沉积和海陆相互作用的全球意义。

苏北滨海平原全新世沉积物物源研究——元素地球化学与重矿物方法比较

运用元素地球化学与重矿物方法对苏北滨海平原全新世沉积物物源进行的比较研究表明，沉积物形成主要由长江与黄河提供物质来源，且又以黄河物源为主。全新世早期长江物质对本区影响范围大于黄河，黄河供给泥沙量较少，对本区影响主要在北部、中部地区。全新世最大海侵之后，黄河曾由苏北入海并携带了大量泥沙，其影响范围明显大于长江，长江仅由狭窄的汊道提供有限的物质而影响范围较小。最近２０００ 年来本区沉积物物源主要由黄河提供。分析表明元素地球化学方法在沉积物物源判别时，可有效的避免水动力因素影响，而相对重矿物方法取得较好的效果。

长江与黄河沉积物元素组成及地质背景

长江与黄河表层沉积物常量及微量元素组成特征明显不同。长江相对富Ｋ、Ｆｅ、Ａｌ等常量元素及绝大多数微量元素，且元素含量变化大；而黄河相对富Ｃａ、Ｎａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｔｈ、Ｚｒ、Ｈｆ等少数元素，元素含量变化较小；长江流域广泛分布的中酸性岩浆岩及复杂的源岩与强烈的化学风化作用决定了长江沉积物的特征元素组成及元素含量变化大的特点；而黄土高原的黄土化学成分与强烈的物理风化作用决定了黄河沉积物的特征元素组成。Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｂｅ、Ｌｉ等元素可较好地用来区分长江与黄河沉积物。

长江与黄河沉积物REE地球化学及示踪作用

长江与黄河沉积物的稀土元素（ＲＥＥ） 组成特征不同。长江沉积物ＲＥＥ 含量较高， 元素含量变化也大于黄河样品； 球粒陨石标准化模式表明长江沉积物的（Ｌａ／ Ｌｕ） Ｎ 、（Ｌａ／Ｙｂ） Ｎ 、（Ｇｄ／ Ｙｂ） Ｎ 的值也相应地比黄河沉积物中的高１０ ％ 左右，分布曲线均呈明显的右倾状，轻重稀土分馏明显，相对富集ＬＲＥＥ，且长江样品比黄河样品更富集ＬＲＥＥ，但Ｅｕ 亏损不及黄河样品；两者的北美页岩标准化曲线均呈平坦稍右倾状，具弱Ｃｅ 亏损，Ｅｕ 异常不明显。黄河中游黄土的ＲＥＥ 组成及流域物理风化决定了黄河沉积物的ＲＥＥ 特征；而长江流域复杂的源岩与较强的化学风化控制了长江沉积物的ＲＥＥ 组成特点。长江与黄河沉积物ＲＥＥ 组成特征与世界其他河流沉积物ＲＥＥ 特点一致，它们也可作为河流入海物质组成代表。相对长江沉积物而言，黄河沉积物ＲＥＥ 分布模式与上陆壳的更为相近，可用来示踪上陆壳平均组成。

半夏对妊娠家兔和胚胎的毒性研究

本文对半夏的妊娠禁忌问题进行了实验探讨。制半夏和生半夏汤剂在对妊娠家兔母体无影响的情况下,能够引起死胎显著增加,胎儿体重显著下降,胎儿之间的大小差异突出。半夏汤剂的胚胎毒性不因炮制而有所降低,说明我国古代“半夏动胎”的说法有其道理。

REE示踪沉积物物源研究进展

ＲＥＥ作为一种重要的沉积物物源示踪剂运用很广。在介绍了ＲＥＥ性质的基础上，对海水、河水、沉积岩、河流及边缘海沉积物中的ＲＥＥ元素丰度与配分模式特征进行了深入综述，概述了影响和控制ＲＥＥ丰度、模式及分馏特征的主要因素；论述了ＲＥＥ的物源示踪意义以及在国内外应用情况与存在问题：源岩风化对ＲＥＥ分馏的影响；颗粒搬运及沉积时水动力分选对ＲＥＥ分馏可能造成的影响，即不同粒级中ＲＥＥ不同的丰度与配分模式和碎屑矿物对沉积物中ＲＥＥ含量与模式影响。

大白鼠和小白鼠食饵性高脂血症实验模型的研究

本文对诱发大鼠和小鼠高脂血症的饲料配方作了买验探讨,证明由胆固醇1.5%,胆酸0.25%猪油7.5%和90.75%的基础饲料组成的高脂饲料食饵,饲喂大鼠或小鼠7天,可使血清总胆固醇升高5倍左右,两种动物模型可以互相印证,适合降血脂中草药的筛选研究。

长江口冰后期沉积物的元素组成特征

长江口冰后期钻孔沉积物的元素地球化学研究表明 ,绝大多数元素组成与表层沉积物非常接近 ,反映冰后期沉积物主要来自长江 ,其它物源及环境变化影响较小 .不同沉积环境中一些元素组成会发生变化 ,尤其是河床相沉积物中过渡金属元素组成变化最明显 .不同沉积相中稀土元素 (REE)绝对质量比虽有差异 ,但稀土的配分模式很接近 ,同样反映出冰后期沉积物物质来源的单一 .

大黄对大白鼠妊娠和胚胎的毒性研究

我们以往的研究表明,生大黄大剂量(10g/kg)对妊娠小白鼠及胚胎发育均有显著毒性,而中、小剂量(3.3g/kg和0.5g/kg)和熟大黄(10g/kg)则未见毒性反应。本文进一步探讨了生、熟大黄对大白鼠妊娠和胚胎的影响。材料和方法一、材料:(1)大黄:购自西宁市青海省药材公司,经鉴定为掌叶大黄(Rheum Palmatum L)和唐古特大黄(R.tanguticum Maxim ex Balf,)的根茎。依前法炮制成大黄生品和熟大黄饮片一定量,分别制成生、熟大黄汤剂。(2)敌枯双(阳性对照药);